新工科背景下機器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系建設(shè)思考

新工科背景下機器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系建設(shè)思考摘要：目前開設(shè)機器人工程專業(yè)的大學發(fā)展迅速，既有985和211高校，也有普通本科高校和民辦高校。行業(yè)發(fā)展的需求對新工科背景下機器人工程專業(yè)教學和建設(shè)提出了新的要求，機器人工程專業(yè)面臨著新機遇、新挑戰(zhàn)。然而短時間內(nèi)，眾多高校競相開設(shè)的機器人工程專業(yè)面臨著課程體系建設(shè)不充分、基本教材不足、實驗實踐教學體系論證不完全等問題，這些關(guān)乎機器人工程專業(yè)的未來發(fā)展。在新工科建設(shè)背景下，如何以新理念、新模式培養(yǎng)具有扎實的機器人專業(yè)基礎(chǔ)知識、卓越工程實踐能力、勝任行業(yè)發(fā)展需求的創(chuàng)新型人才，已經(jīng)成為機器人專業(yè)發(fā)展急需解決的關(guān)鍵問題。關(guān)鍵詞：新工科；機器人工程；專業(yè)建設(shè)；人才培養(yǎng)引言機器人是我國高端制造業(yè)的代表。但機器人專業(yè)應用型人才的不足直接影響機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。中職學校應當構(gòu)建合理的機器人專業(yè)人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)應用型人才對接機器人的工作崗位。1國內(nèi)外大學機器人工程專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與特點就世界范圍而言，美國、日本、韓國、歐洲等國家地區(qū)的機器人技術(shù)發(fā)展較為領(lǐng)先。下面對這幾個發(fā)達國家地區(qū)的機器人教育現(xiàn)狀做深入分析和探討。美國的卡耐基梅隆大學于1979年率先成立機器人研究所，并于1988年設(shè)立了機器人學博士項目。發(fā)展到今天，卡內(nèi)基梅隆大學可覆蓋從本科到研究生的全方位機器人教育。機器人專業(yè)學位課程主要包括四個模塊：（1）數(shù)學基礎(chǔ)；（2）力學知識包括機器人運動學、動力學及控制；（3）機器人感知理論（譬如機器視覺、各類傳感器及應用等）；（4）機器人的認知與推理（機器學習、人工智能等）。另外，機器人專業(yè)還提供了提升學生動手能力的實踐課和選修課。依據(jù)學生的興趣自由選擇仿人機器人、移動機器人、機電一體化等選修課。美國的Worcester理工學院于2006年，加州大學SantaCruz分校于2011年、Lawrence理工大學于2011年相繼成立機器人工程本科專業(yè)，根據(jù)各個學校的特點，依托不同學科，發(fā)揮學科交叉的特點和優(yōu)勢，凸顯機器人這一交叉學科的主體地位。這些高校的機器人教學具有如下特點：以機電、自動化、計算機作為專業(yè)基礎(chǔ)課程，以機器人相關(guān)課程作為專業(yè)課，提倡培養(yǎng)學生實踐能力，積極開展機器人競賽，同時利用機器人教育平臺與其他課程教學交叉融合。美國其他知名高校一般將機器人作為研究方向，尚未開設(shè)本科專業(yè)。如麻省理工學院的野外與空間機器人實驗室掛靠機械工程系、斯坦福的機器人實驗室則隸屬人工智能實驗室。但是，這些高校的研究生課程設(shè)置也都參考借鑒了卡耐基梅隆大學的課程設(shè)置方法。2機器人工程專業(yè)建設(shè)面臨的問題2.1實踐教學簡單化、專業(yè)教學環(huán)節(jié)與企業(yè)、行業(yè)發(fā)展步調(diào)不一致由于地方高校工科專業(yè)的任課教師較缺乏實踐經(jīng)驗，教學內(nèi)容和知識點仍停留在更新緩慢的教科書中，教學內(nèi)容無法跟上企業(yè)的新技術(shù)。因此，本文要解決的關(guān)鍵問題之一是創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，縮短實踐與教學環(huán)節(jié)之間的距離，并密切關(guān)注企業(yè)的變化。2.2專業(yè)實踐教學經(jīng)費不足培養(yǎng)高素質(zhì)工程人才需要大量資金來支持實踐基地的建設(shè)。由于地方高校經(jīng)費短缺，實踐教學經(jīng)費明顯不足。通過該項目的實施，我們可以加強地方高校之間的合作，在節(jié)省成本的同時擴大知識視野，幫助地方高校擺脫實踐教學經(jīng)費不足的困境。2.3對新工科專業(yè)的理解不深，內(nèi)涵不夠，學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)有待提高針對新工科專業(yè)的改革與探索，國內(nèi)各高校都投入了極大的精力和人力。但是總體而言，對新工科內(nèi)涵的理解層面還不深。大多數(shù)高校對新工科的理解還停留在“校企合作”等形式上，并未深入理解新工科與傳統(tǒng)工科專業(yè)的區(qū)別和聯(lián)系，多數(shù)校企合作多流于形式，重儀式、輕內(nèi)容。各高校未能有效對傳統(tǒng)專業(yè)進行升級、改造，依然采用陳舊的課程體系和教學方法，無法有效培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。部分教學改革仍然是“新瓶裝舊酒”，形式改變，但課程體系和內(nèi)容依舊。3機器人工程專業(yè)建設(shè)與發(fā)展思路3.1突破學科壁壘，制定“機電+智能”的機器人工程專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)機器人工程專業(yè)是面向未來社會和技術(shù)發(fā)展，滿足未來經(jīng)濟發(fā)展需求的新工科專業(yè)。新工科專業(yè)的發(fā)展和新經(jīng)濟的發(fā)展密切相關(guān)，其所面向的生產(chǎn)組織形式和客戶需求與傳統(tǒng)專業(yè)完全不同。面向新形勢，各高校在辦學時不能用傳統(tǒng)的高等教育組織模式和教學理念、方法來理解機器人工程專業(yè)內(nèi)涵。各高校對機器人工程專業(yè)的機器人課程體系還處在摸索階段，機器人工程專業(yè)的核心課程資源不足，實踐教學環(huán)節(jié)面臨巨大挑戰(zhàn)，課程體系建設(shè)在短期內(nèi)更是一個急需解決的問題。破除機械類、控制類學科關(guān)于機器人專業(yè)課程體系偏機電、偏控制之間的爭議，依據(jù)各個學校的學科特點，制定適合學校特色的機器人工程課程體系不失為一種選擇。3.2拓寬校企合作空間，搭建產(chǎn)教合作平臺與企業(yè)的產(chǎn)教融合是實施協(xié)同育人的一個重要手段，也是科研實力不強的地方高校提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的一個主要途徑。從企業(yè)的主要業(yè)務角度看，與學院合作的企業(yè)可分為技能培訓型、生產(chǎn)型兩種類型，其校企合作特點各有不同。其中與培訓型企業(yè)的合作內(nèi)容主要是由企業(yè)派有實戰(zhàn)經(jīng)驗的工程師指導學生對真實的項目進行復現(xiàn)，與生產(chǎn)型企業(yè)的合作內(nèi)容主要是學生到企業(yè)進行實習，熟悉企業(yè)崗位所需的技能。由于IT行業(yè)的特點，生產(chǎn)型企業(yè)規(guī)模偏小，且生產(chǎn)項目周期較長，需要較熟練的技術(shù)。這些原因?qū)е缕髽I(yè)接收實習生的規(guī)模偏小，效果好的生產(chǎn)實訓難以大規(guī)模開展。對于培訓型企業(yè)來說，每次可接收實踐訓練的學生人數(shù)比較多，可以大規(guī)模開展。3.3教學模式及方法的選擇從課堂教學上看，目前較多的中職學校仍采取傳統(tǒng)的教學方式，教師發(fā)揮主導作用，學生只能被動地接受專業(yè)知識，導致學生缺乏獨立創(chuàng)新精神和團隊意識。結(jié)合中職學生的特點，他們更喜歡動手操作，互動性強的課堂更容易激發(fā)學習興趣，因此學生對機器人課程的課堂教學總體不太滿意。通過分析中等職業(yè)學校機器人專業(yè)的特點，根據(jù)學生特點選擇適當?shù)慕虒W方法：思維導圖、翻轉(zhuǎn)課堂、項目教學、案例教學等多種方法。讓學生通過分組合作、討論交流等多種方式，完成一系列的機器人專業(yè)課程項目任務學習。在學習過程中，掌握機器人崗位的必備知識和技能，從而提高學生的綜合專業(yè)能力。結(jié)語機器人是典型的機電一體化產(chǎn)品，機器人工程專業(yè)則是機械、自動化、計算機等多學科交叉的應用型專業(yè)。從長遠看，機器人工程的專業(yè)建設(shè)應該立足國家經(jīng)濟發(fā)展需求，通過認真調(diào)研就業(yè)市場需求，根據(jù)各校具體情況，確立機器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標定位，相應制定適合各高校特點的人才培養(yǎng)方案和課程體系。突破學科壁壘，通過智能驅(qū)動培養(yǎng)學生高階思維能力，從注重知識傳授轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸R、能力、素質(zhì)”并重的系統(tǒng)培養(yǎng)；通過建立四年制全覆蓋式創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)課程，多渠道、多層次培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。參考文獻［1］胡而已，唐超權(quán)．機器人工程新工科專業(yè)人才培養(yǎng)模式淺析［J］．教育教學論壇，201